(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧の電力エネルギーを受けてシステム回路に出力電圧を出力するためのスイッチング電力変換回路であって、
力率を補正し、前記入力電圧をバス電圧に変換するための第１電源回路と、
前記第１電源回路に接続され、前記バス電圧に応じて第１帰還信号を出力するための第１帰還回路と、
前記第１電源回路に接続され、前記バス電圧を前記出力電圧に変換するための第２電源回路と、
前記第２電源回路に接続され、前記出力回路に応じて第２帰還信号を出力するための第２帰還回路と、
前記第１電源回路、前記第２電源回路、前記第１帰還回路、前記第２帰還回路および前記システム回路に接続され、前記第１帰還信号に応じて前記第１電源回路の動作を制御し、かつ前記第２帰還信号に応じて前記第２電源回路の動作を制御し、前記システム回路の電源状態信号を受信する制御ユニットと、を含み、
ここで、前記電源状態信号がオフ状態となる時に、前記スイッチング電力変換回路が前記システム回路に電力エネルギーの供給を停止するように、前記制御ユニットは、前記電源状態信号に基づいて前記第２電源回路の動作を停止させるように制御するスイッチング電力変換回路。
【請求項２】
前記第１電源回路は、第１スイッチング回路を有し、前記第２電源回路は、第２スイッチング回路を有する請求項１に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項３】
前記スイッチング電力変換回路は、第１補助電圧を出力するための補助電源をさらに有し、当該補助電源は、追加設置された電源または前記バス電圧の電力エネルギーにより構成されている請求項２に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項４】
前記制御ユニットは第１制御回路を含み、
該第１制御回路は、前記第１スイッチング回路、前記第１帰還回路の出力端、前記第２スイッチング回路、前記第２帰還回路の出力端、前記補助電源、前記システム回路および前記スイッチング電力変換回路の入力端に接続され、前記第１補助電圧の電力エネルギーによって動作するとともに、前記第１帰還信号および前記第２帰還信号に応じてそれぞれ第１パルス幅変調信号および第２パルス幅変調信号を出力することで、それぞれ前記第１スイッチング回路および前記第２スイッチング回路のオン・オフを制御して、前記第１電源回路が前記入力電圧を前記バス電圧へ変換させ、前記第２電源回路が前記バス電圧を前記出力電圧に変換させるようにする請求項３に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項５】
前記電源状態信号がオフ状態となる時に、前記第１制御回路は、前記スイッチング電力変換回路が前記システム回路に電力エネルギーの供給を停止するように、前記電源状態信号に応じて動作を停止し、前記第２電源回路の動作を停止させる請求項４に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項６】
前記電源状態信号がオン状態となる時に、前記第１制御回路は、前記電源状態信号に応じて前記第１補助電圧を受けることで動作を開始し、さらに前記第２電源回路が定格電圧を有する前記出力電圧を前記システム回路に出力するように制御する請求項４に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項７】
前記制御ユニットは、
前記システム回路および前記スイッチング電力変換回路の入力端に接続され、前記電源状態信号に応じて前記入力電圧を変換させることで起動電圧を出力する起動回路と、
前記第１スイッチング回路、前記帰還回路の出力端、前記第２電源回路の第１補助電源出力端、前記第２スイッチング回路、前記第２帰還回路の出力端、前記起動回路および前記システム回路に接続され、前記第１帰還回路および前記第２帰還回路に応じてそれぞれ第１パルス幅変調制御信号および第２パルス幅変調制御信号を出力することにより、それぞれ前記第１スイッチング回路および第２スイッチング回路のオン・オフを制御し、前記第１電源回路が前記入力電圧を前記バス電圧に変換させ、前記第２電源回路が前記バス電圧を前記出力電圧に変換させる第１制御回路と、を含む請求項２に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項８】
前記電源状態信号がオン状態となる時に、前記起動回路は、前記電源状態信号に応じてゼロ電圧値より高い電圧値となる前記起動電圧を前記第１制御回路に出力し、前記第１制御回路は、前記起動電圧の電力エネルギーを前記第２電源回路の前記第１補助電源出力端に伝送することにより、前記第１補助電源出力端に出力される第１補助電圧を前記第１制御回路の第１動作電圧以上まで昇圧させ、前記第１制御回路を動作させ、前記第２電源回路が定格電圧を有する前記出力電圧および前記第１補助電圧を、前記システム回路および前記第１制御回路に出力するように制御する請求項７に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項９】
前記電源状態信号がオフ状態となる時に、前記起動回路は、オフ状態となる電源状態信号に応じて動作を停止することにより、前記起動電圧の電圧値をゼロ電圧値にする請求項７に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項１０】
前記電源状態信号がオフ状態となる時に、前記第１制御回路は、前記スイッチング電力変換回路が前記システム回路に電力エネルギーの供給を停止するように、前記電源状態信号によって動作を停止し、前記第２電源回路の動作を停止させる請求項７に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項１１】
前記制御ユニットは、
前記第２電源回路の第１補助電源出力端、前記第１スイッチング回路、前記第１帰還回路の出力端、前記システム回路および前記スイッチング回路の入力端に接続され、前記第１帰還信号に応じて第１パルス幅変調制御信号を出力することにより、前記第１スイッチング回路のオン・オフを制御する第１制御回路と、
前記第２スイッチング回路、前記第２電源回路の前記第１補助電源出力端、前記第２帰還回路の出力端および前記第１制御回路に接続され、前記第２帰還信号に応じて第２パルス幅変調制御信号を出力することにより、前記第２スイッチング回路のオン・オフを制御する第２制御回路と、を含む請求項２に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項１２】
前記電源状態信号がオン状態となる時に、前記第１制御回路は、前記電源状態信号に応じて前記入力電圧の電力エネルギーを前記第１補助電源出力端に伝送し、前記第１補助電源出力端に出力される第１補助電圧を前記第１制御回路の第１動作電圧値以上まで昇圧させることにより、前記第１制御回路を動作させ、かつ前記第１制御回路は、前記第２制御回路を動作させ、さらに前記第２電源回路が、定格電圧を有する前記出力電圧および前記第１補助電圧を、前記システム回路、前記第１制御回路および前記第２制御回路に出力するように制御する請求項１１に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項１３】
前記電源状態信号がオフ状態となる時に、前記第１制御回路は、前記スイッチング電力変換回路が前記システム回路に電力エネルギーを停止するように、前記電源状態信号によって動作を停止するとともに、前記第２制御回路の動作を停止させる請求項１１に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項１４】
前記制御ユニットは、
前記システム回路および前記スイッチング電力変換回路の入力端に接続され、前記電源状態信号に応じて前記入力電圧の電力エネルギーを変換することで起動電圧を出力する起動回路と、
前記第１スイッチング回路、前記第２電源回路の第１補助電源出力端、前記第１帰還回路の出力端、前記システム回路および前記起動回路に接続され、前記第１帰還信号に応じて第１パルス幅変調制御信号を出力することにより、前記第１スイッチング回路のオン・オフを制御する第１制御回路と、
前記第２スイッチング回路、前記第２電源回路の第１補助電源出力端、前記第２帰還回路の出力端および前記第１制御回路に接続され、前記第２帰還信号に応じて第２パルス幅変調制御信号を出力することにより、前記第２スイッチング回路のオン・オフを制御する第２制御回路と、を含む請求項２に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項１５】
前記電源状態信号がオン状態となる時に、前記起動回路は、前記電源状態信号に応じてゼロ電圧値より高い起動電圧を前記第１制御回路に出力し、前記第１制御回路は、起動電圧の電力エネルギーを前記第２電源回路の前記第１補助電源出力端に伝送し、前記第１補助電源出力端に出力される第１補助電圧を前記第１制御回路の第１動作電圧値以上まで昇圧させ、これによって前記第１制御回路を動作させ、かつ前記第１制御回路は、前記第２制御回路を動作させ、さらに前記第２電源回路が、定格電圧を有する前記出力電圧および前記第１補助電圧を前記システム回路、前記第１制御回路および前記第２制御回路に出力するように制御する請求項１４に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項１６】
前記電源状態信号が前記オフ状態となる時に、前記第１制御回路は、前記スイッチング電力変換回路が前記システム回路に電力を停止するように、前記電源状態信号によって動作を停止するとともに、前記第２制御回路の動作を停止させる請求項１４に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項１７】
入力電圧の電力エネンルギーを受けて出力電圧を出力し、かつ、前記出力電圧が電力出力用コネクタを介して電子製品のシステム回路に伝送されるスイッチング電力変換回路であって、
力率を補正し、前記入力電圧をバス電圧に変換する第１電源回路と、
前記第１電源回路に接続され、前記バス電圧に応じて第１帰還信号を出力する第１帰還回路と、
前記第１電源回路に接続され、前記バス電圧を前記出力電圧に変換する第２電源回路と、
前記第２電源回路に接続され、前記出力電圧に応じて第２帰還信号を出力する第２帰還回路と、
前記第１電源回路、前記第２電源回路、前記第１帰還回路および前記第２帰還回路に接続され、かつ前記第２電源回路の出力端に接続される検出回路を有し、前記検出回路が、前記システム回路に対して前記スイッチング電力変換回路に供給される電力エネルギーが必要か否かを検出しつつ、対応する電源状態検出信号を出力することにより、前記電源状態検出信号、前記第１帰還信号および前記第２帰還信号に応じてそれぞれ前記第１電源回路および前記第２電源回路の動作を制御する制御ユニットと、を含み、
ここで、前記電源状態信号がオフ状態となる時に、前記スイッチング電力変換回路が前記システム回路に電力エネルギーを間欠供給または供給停止するように、前記制御ユニットは、前記電源状態検出信号に応じて前記第２電源回路の動作または停止動作を制御し、前記出力電圧の電圧値を通常状態で定格電圧値を下回る電圧値またはゼロ電圧値にするスイッチング電力変換回路。
【請求項１８】
前記第１電源回路は、第１スイッチング回路を有し、前記第２電源回路は、第２スイッチング回路を有する請求項１７に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項１９】
前記電力出力用コネクタを前記システム回路に接続した場合、前記電源状態検出信号は、オン状態となり、前記電力出力用コネクタと前記システム回路が分離された場合、前記電源状態検出信号は、オフ状態となる請求項１７に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項２０】
前記スイッチング電力変換回路は、第１補助電圧を出力する補助電源をさらに有し、当該補助電源は、追加設置された電源または前記バス電圧の電力エネルギーから構成される請求項１９に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項２１】
前記制御ユニットは、第１制御回路を含み、
該第１制御回路は、前記第１スイッチング回路、前記第１帰還回路の出力端、前記補助電源、前記第２スイッチング回路、前記第２帰還回路の出力端、前記検出回路および前記スイッチング電力変換回路の入力端に接続され、前記第１帰還信号および前記第２帰還信号に応じてそれぞれ第１パルス幅変調制御信号および第２パルス幅変調制御信号を出力することにより、それぞれ前記第１スイッチング回路および前記第２スイッチング回路のオン・オフを制御するようにする請求項２０に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項２２】
前記電源状態信号がオン状態となる時に、前記第１制御回路は、前記電源状態検出信号に応じて前記第１補助電圧を受けて動作を開始し、さらに前記第２電源回路が定格電圧を有する出力電圧を、前記システム回路に出力するように制御する請求項２１に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項２３】
前記電源状態検出信号がオフ状態となる時に、前記第１制御回路は、前記電源状態検出信号に基づいて前記第１補助電圧を間欠受電または受電停止することで間欠的に動作または動作停止することにより、前記第２電源回路に出力される出力電圧を通常状態で定格電圧値を下回る電圧値またはゼロ電圧値にし、前記スイッチング電力変換回路が前記システム回路に電力エネルギーを間欠供給または供給停止するようにさせる請求項２１に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項２４】
前記制御ユニットは、
前記検出回路および前記スイッチング電力変換回路の入力端に接続され、前記電源状態検出信号に応じて前記入力電圧を変換することで起動電圧を出力する起動回路と、
前記第１スイッチング回路、前記第１帰還回路の出力端、前記第２電源回路の第１補助電源出力端、前記第２スイッチング回路、前記第２帰還回路の出力端、前記検出回路および前記起動回路に接続され、前記第１帰還信号および前記第２帰還信号に応じてそれぞれ第１パルス幅変調制御信号および第２パルス幅変調制御信号を出力することで、それぞれ前記第１スイッチング回路および第２スイッチング回路のオン・オフを制御する第１制御回路と、を含む請求項１９に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項２５】
前記電源状態検出信号が前記オン状態となる時に、前記起動回路は、前記電源状態検出信号に応じてゼロ電圧値を上回る前記起動電圧を前記第１制御回路に出力し、前記第１制御回路は、前記起動電圧の電力エネルギーを前記第２電源回路の前記第１補助電源出力端に伝送することにより、前記第１補助電源出力端に出力される第１補助電圧を、前記第１制御回路の前記第１動作電圧以上まで昇圧させ、これによって前記第１制御回路を動作させ、かつ前記第１制御回路は、前記第２制御回路を動作させ、さらに前記第２電源回路が定格電圧を有する前記出力電圧および前記第１補助電圧を前記システム回路および前記第１制御回路に出力するように制御する請求項２４に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項２６】
前記電源状態検出信号がオフ状態となる時に、前記起動回路および前記第１制御回路は、前記電源状態検出信号に応じて間欠的に動作または動作停止し、これによって前記第２電源回路に出力される前記出力電圧と前記第１補助電圧とを、通常状態で定格電圧値を下回る電圧値またはゼロ電圧値にし、前記スイッチング電力変換回路が前記システム回路に電力エネルギーを間欠供給または供給停止するようにさせる請求項２５に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項２７】
前記制御ユニットは、
前記スイッチング回路、前記第２電源回路の第１補助電源出力端、前記第１帰還回路の出力端、前記スイッチング変換回路の入力端および前記検出回路に接続され、前記第１帰還信号に応じて第１パルス幅変調制御信号を出力することで、前記第１スイッチング回路のオン・オフを制御する第１制御回路と、
前記第１制御回路、前記第２スイッチング回路、前記第１補助電源出力端および前記第２帰還回路の出力端に接続され、前記第２帰還信号に応じて第２パルス幅変調制御信号を出力することで、前記第２スイッチング回路のオン・オフを制御する第２制御回路と、を含む請求項１９に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項２８】
前記電源状態検出信号がオン状態となる時に、前記第１制御回路は、前記電源状態検出信号に応じて前記入力電圧の電力エネルギーを受けて前記第１補助電源出力端に伝送することにより、前記第１補助電源出力端に出力される第１補助電圧を前記第１制御回路の第１動作電圧以上まで昇圧させ、前記第１制御回路を動作させ、かつ前記第１制御回路は、前記第２制御回路を動作させ、さらに前記第２電源回路が定格電圧を有する前記出力電圧および前記第１補助電圧を、前記システム回路、前記第１制御回路および前記第２制御回路に出力するように制御する請求項２７に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項２９】
前記電源状態検出信号がオフ状態となる時に、前記第１制御回路は、前記電源状態検出信号に基づいて間欠的に動作または動作停止するとともに、前記第２制御回路を間欠的に動作または動作停止させ、前記第２電源回路に出力される出力電圧と前記第１補助電圧を、通常状態で定格電圧値を下回る電圧値またはゼロ電圧値にし、前記スイッチング電力変換回路が前記システム回路に電力エネルギーを間欠供給または供給停止するようにさせる請求項２８に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項３０】
前記制御ユニットは、
前記検出回路および前記スイッチング電力変換回路の入力端に接続され、前記電源状態信号に応じて前記入力電圧の電力エネルギーを変換することで起動電圧を出力する起動回路と、
前記第１スイッチング回路、前記第１帰還回路の出力端、前記第２電源回路の第１補助電源出力端、前記検出回路および前記起動回路に接続され、前記第１帰還信号に応じて第１パルス幅変調制御信号を出力することで、前記第１スイッチング回路のオン・オフを制御する第１制御回路と、
前記第２電源回路の前記第１補助電源出力端、前記第２スイッチング回路、前記第２帰還回路の出力端および前記第１制御回路に接続され、前記第２帰還信号に応じて第２パルス幅変調制御信号を出力することで、前記第２スイッチング回路のオン・オフを制御する第２制御回路と、を含む請求項１９に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項３１】
前記電源状態検出信号がオン状態となる時に、前記起動回路は、前記電源状態検出信号に応じてゼロ電圧値を上回る前記起動電圧を前記第１制御回路に出力し、前記第１制御回路は、前記起動電圧の電力エネルギーを前記第１補助電源出力端に伝送することにより、前記第１補助電源出力端に出力される第１補助電圧を前記第１制御回路の第１動作電圧以上まで昇圧させ、前記第１制御回路を動作させ、かつ前記第１制御回路により前記第２制御回路を動作させ、さらに前記第２電源回路が定格電圧を有する前記出力電圧および前記第１補助電圧を、前記システム回路、前記第１制御回路および前記第２制御回路に出力するように制御する請求項３０に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項３２】
前記電源状態検出信号がオフ状態である時に、前記起動回路および前記第１制御回路は、前記電源状態検出信号に基づいて間欠的に動作または動作停止し、かつ前記第１制御回路により前記第２制御回路を間欠的に動作または動作停止させ、前記第２電源回路に出力される前記出力電圧と前記第１補助電圧とを、通常状態で定格電圧値を下回る電圧値またはゼロ電圧値にし、前記スイッチング電力変換回路が前記システム回路に電力エネルギーを間欠供給または供給停止するようにさせる請求項３１に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項３３】
前記第２電源回路は、
１次巻線と、２次巻線と、補助巻線とを有し、かつ前記１次巻線が前記第２スイッチング回路に接続される変圧器と、
前記変圧器の前記２次巻線と前記システム回路との間に接続され、整流しフィルタするための第１整流フィルタ回路と、
前記変圧器の前記補助巻線と前記第２電源回路の第１補助電源出力端との間に接続され、整流しフィルタするための第２整流フィルタ回路と、をさらに含み、
ここで、前記第２スイッチング回路の動作により、前記バス電圧の電力エネルギーが前記変圧器の前記１次巻線を介して前記２次巻線と前記補助巻線とに伝送され、さらにそれぞれ前記第１整流フィルタ回路および前記第２整流フィルタ回路で前記バス電圧の電力エネルギーを整流してフィルタすることで、前記出力電圧と第１補助電圧とを出力する請求項１８に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項３４】
前記第１整流フィルタ回路は、
陽極端が前記変圧器の前記２次巻線の一端と接続し、陰極端が前記第２電源回路の出力端に接続される第１ダイオードと、
一端が前記第２電源回路の前記第２電源回路の出力端と前記第１ダイオードの陰極端とに接続され、他端が前記２次巻線の他端および第２共通端子に接続される第１コンデンサと、を含む請求項３３に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項３５】
前記第２整流フィルタ回路は、
陽極端が前記変圧器の前記補助巻線と接続し、陰極端が前記第１補助回路の出力端に接続される第２ダイオードと、
前記第１補助電源出力端と第１共通端子との間に接続される第２コンデンサと、を含む請求項３３に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項３６】
前記第２電源回路は、
１次巻線と、２次巻線と、補助巻線とを有し、前記２次巻線がセンタタップ巻線である変圧器と、
前記第２スイッチング回路および前記変圧器の間に接続される共振回路と、
前記変圧器の前記２次巻線と前記システム回路との間に接続され、整流しフィルタするための第１整流フィルタ回路と、
前記変圧器の前記補助巻線と前記第２電源回路の第１補助電源出力端との間に接続され、整流しフィルタするための第２整流フィルタ回路と、をさらに含み、
前記第２スイッチング回路のオン・オフおよび前記共振回路の共振により、前記バス電圧の電力エネルギーが前記変圧器の前記１次巻線を介して前記２次巻線と前記補助巻線に伝送され、さらにそれぞれ前記第１整流フィルタ回路および前記第２整流フィルタ回路で前記バス電圧の電力エネルギーを整流してフィルタすることで前記出力電圧と第１補助電圧とを出力する請求項１８に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項３７】
前記共振回路は、
前記第２スイッチング回路および前記１次巻線の一端の間に接続される共振インダクタンスと、
前記１次巻線の他端および第１共通端子の間に接続される共振コンデンサと、をさらに含む請求項３６に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項３８】
前記変圧器の前記１次巻線は、前記共振インダクタンスおよび前記共振コンデンサと共に、前記共振回路を構成する請求項３７に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項３９】
前記第１整流フィルタ回路は、
前記２次巻線の一端および前記第２電源回路の出力端の間に接続される第１ダイオードと、
前記２次巻線の他端および前記第２電源回路の出力端の間に接続される第３ダイオードと、
前記２次巻線の前記センタタップ端および前記第２電源回路の出力端の間に接続される第１コンデンサと、をさらに含む請求項３６に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項４０】
前記第２帰還回路は、
一端が前記第２電源回路の出力端に接続される第１抵抗と、
前記第１抵抗の他端と第２共通端子との間に接続され、かつ前記第１抵抗と共に第１分圧回路を構成し、前記出力電圧を分圧して前記第１抵抗との間の第１接続端に分圧信号を出力する第２抵抗と、
出力側が前記第２帰還回路の出力端に接続され、入力側に流入する第１電流に応じてそれに対応する前記第２帰還信号を出力する第１隔離素子と、
第１端子と、第２端子と、参照端子とを有し、前記第１端子が前記第２共通端子に接続され、前記参照端子が前記第１接続端に接続され、前記分圧信号と内部の第１参照電圧とによって前記第１電流の電流の大きさを自動的に調整することにより、前記第１隔離素子の出力側が前記出力電圧の変化に基づいて前記第２帰還信号を出力する可変型３端子レギュレータと、
前記第１隔離素子の入力側と共に、前記可変型３端子レギュレータの前記第２端子と前記第２電源回路の出力端との間に直列に接続され、前記第１電流の大きさを制限する第３抵抗と、を含む請求項１７に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項４１】
前記第１電源回路は、
一端が前記第１電源回路の入力端に接続され、他端が第１共通端子に接続される第３コンデンサと、
一端が前記第３コンデンサの前記一端に接続される第１インダクタンスと、
一端が前記第１インダクタンスの他端に接続され、他端が前記第１共通端子に接続される第４コンデンサと、
一端が前記第１インダクタンスの前記他端に接続され、他端が前記第１スイッチング回路に接続される第２インダクタンスと、
陽極端が前記第２インダクタンスの前記他端に接続され、陰極端が前記第１電源回路の出力端に接続される第４ダイオードと、をさらに含む請求項１８に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項４２】
前記第１電源回路は、
一端が前記第１電源回路の入力端に接続され、他端が第１共通端子に接続される第３コンデンサと、
一端が前記第３コンデンサの前記一端に接続され、他端が前記第１スイッチング回路の一端に接続される第１インダクタンスと、
一端が前記第１インダクタンスの前記他端に接続され、他端が前記第１共通端子に接続される第４コンデンサと、
一端が前記第１スイッチング回路の他端に接続され、他端が前記第１電源回路の出力端に接続される第２インダクタンスと、
陰極端が前記第２インダクタンスの前記一端および前記第１スイッチング回路の前記他端の間に接続され、陽極端が前記第１共通端子に接続される第４ダイオードと、をさらに含む請求項１８に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項４３】
前記第１帰還回路は、
一端が前記第１電源回路の出力端に接続される第４抵抗と、
一端が前記第４抵抗の他端に接続され、他端が前記第１帰還回路の出力端に接続される第５抵抗と、
一端が前記第５抵抗の前記他端および前記第１帰還回路の出力端に接続され、他端が前記第１共通端子に接続される第６抵抗と、をさらに含み、
ここで、前記第４抵抗、前記第５抵抗および前記第６抵抗は、第２分圧回路を構成し、前記バス電圧を分圧することで、前記第５抵抗および前記第６抵抗の間に前記第１帰還信号を出力する請求項１８に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項４４】
前記検出回路は、
出力側が前記検出回路の出力端に接続され、入力側が第２電源回路の出力端に接続される第２隔離素子と、
前記第２隔離素子の入力側に直列接続する第７抵抗と、
前記第７抵抗と直列接続し、前記電力出力用コネクタと前記システム回路との接続関係に応じてオン・オフする接続スイッチと、
前記第２隔離素子の前記出力側および第１共通端子の間に接続される第５コンデンサと、をさらに含む請求項１７に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項４５】
前記第２電源回路の出力端と前記第２隔離素子の前記入力側との間に接続され、前記第２電源回路に出力される電力エネルギーを受けて第２補助電圧を前記第２隔離素子の前記入力側に出力する維持回路をさらに含み、前記電源状態検出信号がオフ状態となる時に、前記維持回路は、前記第２補助電圧の電圧値を所定値以上に維持する請求項４４に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項４６】
前記維持回路は、
陽極端が前記第２電源回路の出力端に接続される第５ダイオードと、
一端が第２共通端子に接続され、他端が前記第５ダイオードの陰極端および前記第２隔離素子の前記入力側に接続される第６コンデンサと、を含む請求項４５に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項４７】
前記電源状態検出信号がオフ状態となる時に、前記制御ユニットは、前記電源状態検出信号に基づいて前記第１電源回路の間欠的に動作または動作停止を制御し、次いで前記第２電源回路の間欠的に動作または動作停止を制御する請求項１７に記載のスイッチング電力変換回路。
【請求項４８】
電源供給器であって、
入力電圧の電力エネルギーを受けて出力電圧を出力するとともに、前記出力電圧が電力出力用コネクタを介して電気製品のシステム回路に伝送されるスイッチング電力変換回路を含み、
該スイッチング電力変換回路は、
力率を補正し、前記入力電圧をバス電圧に変換する第１電源回路と、
前記第１電源回路に接続され、前記バス電圧に応じて第１帰還信号を出力する第１帰還回路と、
前記第１電源回路に接続され、前記バス電圧を前記出力電圧に変換する第２電源回路と、
前記第２電源回路に接続され、前記出力電圧に応じて第２帰還信号を出力する第２帰還回路と、
前記第１電源回路、前記第２電源回路、前記第１帰還回路および前記第２帰還回路に接続され、前記第１帰還信号と、前記第２帰還信号と、前記システム回路のオン・オフ状態に応じて、それぞれ前記第１電源回路および前記第２電源回路の動作を制御する制御ユニットと、を含み、
ここで、前記システム回路の電源状態がオフ状態となる時に、前記制御ユニットは、前記第２電源回路の間欠的に動作または動作停止を制御し、前記出力電圧を通常状態で定格電圧値を下回る電圧値またはゼロ電圧値にし、前記スイッチング電力変換回路が前記システム回路に電力エネルギーを間欠供給または供給停止するようにさせる電源供給器。
【請求項４９】
前記制御ユニットは、
前記第２電源回路の出力端に接続され、前記スイッチング電力変換回路が前記システム回路への電力供給が必要か否かを検出しつつ、それに対応する電源状態検出信号を出力する検出回路をさらに含み、
前記電源状態検出信号は、前記システム回路のオン・オフ状態を反映し、
前記制御ユニットは、前記電源状態検出信号と前記第２帰還信号とに応じて前記第２電源回路の動作を制御し、前記バス電圧のエネルギーを前記出力電圧に変換させる請求項４８に記載の電源供給器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換回路に関し、特に、２段回路構成を有するスイッチング電力変換回路およびこれを用いた電源供給器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、技術の進歩に伴い、様々な機能を有する電子製品が続々と開発されている。これらの様々な機能を有する電子製品は、人々の様々な要求を満たすとともに、人々の日常生活に広く適用されて生活を便利にする。
【０００３】
このような様々な機能を有する電子製品は、いろんな電子部品から構成され、各電子部品に必要とする電源電圧がそれぞれ異なるため、従来の給電システムから供給される交流電源は、電子製品に直接に供給するのに適さない。適切な電圧を各電子部品に供給して正常に動作させるため、これらの電子製品は、電力変換回路を通じて、交流電源、例えば商用電源を、適切な電圧に変換して各電子部品に供給させる必要がある。
【０００４】
電力変換回路は、回路構成の異動によって、主にリニア電力変換回路（linear power supply）とスイッチング電力変換回路（switching power supply）の二種類に分類され、簡単なリニア電力変換回路は、変圧器、ダイオード整流器、及びキャパシタフィルタからなり、回路が簡単で、コストが低いというメリットを有するが、大きな変圧器を使用し、かつ、変換効率が低いため、小型化または長時間使用される電子製品に適さない。スイッチング電力変換回路は、リニア電力変換回路に比べ、比較的高い変換効率と比較的小さい体積を有するため、長時間使用または小型化の電子製品に多く使用されている。
【０００５】
スイッチング電力変換回路が高い変換効率を有するが、従来のスイッチング電力変換回路は、負荷または電子製品に電力エネルギーを供給する必要の有無にかかわらず、出力電圧を定格電圧値に維持させるように動作を継続する。そのため、スイッチング電力変換回路は、電力エネルギーを負荷または電子製品に供給しない場合であっても動作を継続しているため、電力エネルギーを消費することになり、電力エネルギーを負荷または電子製品に供給しない場合であっても比較的に高い電力エネルギーの消費が続くことになる。
【０００６】
以上から分かるように、従来のスイッチング電力変換回路では、負荷または電子製品が該スイッチング電力変換回路により供給される電力エネルギーを使用しない時、例えば、負荷または電子製品が動作を停止している時にも、動作を継続しているため、回路全体において電力エネルギー消費が高くなり、省エネの要求を満たさない。従来のスイッチング電力変換回路を用いた電源供給器で電力エネルギーを電子製品に供給する時に、使用者が電子製品を使用しなくても、電源供給器は動作を継続しているため、電力エネルギーを浪費することになる。
【０００７】
そこで、上述した従来の技術に存在する欠点を改善したスイッチング電力変換回路およびこれを用いた電源供給器を提供することは、当業者にとって差し迫った目標である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の主な目的は、２段回路構成を有することで力率改善機能を持つとともに、負荷または電子製品に電力エネルギーを供給する必要がない時に、例えば、負荷または電子製品が動作を停止している時に、回路全体は、省エネ機能を満たすように電力エネルギー消費量が低くなっているスイッチング電力変換回路を提供することにある。このようなスイッチング電力変換回路は、電源供給器に用いられて電力エネルギーを電子製品に供給し、使用者が電子製品を使用しない時には、電源供給器の電力エネルギー消費量を低くすることが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の好適な実施形態は、一定の入力電圧で入力される電力エネルギーを受け入れてシステム回路に一定の出力電圧で出力するためのスイッチング電力変換回路であり、該スイッチング電力変換回路は、力率を補正しつつ、入力電圧をバス電圧に変換するための第１電源回路と；該第１電源回路に接続され、バス電圧に応じて第１帰還信号を出力するための第１帰還回路と；第１電源回路に接続され、バス電圧を出力電圧に変換するための第２電源回路と；該第２電源回路に接続され、出力電圧に応じて第２帰還信号を出力するための第２帰還回路と；第１電源回路、第２電源回路、第１帰還回路、第２帰還回路およびシステム回路に接続され、第１帰還信号に応じて第１電源回路の動作を制御するとともに、第２帰還信号に応じて第２電源回路の動作を制御し、かつシステム回路の電源状態信号を受信するための制御ユニットとを含み、電源状態信号がオフ状態となる時に、スイッチング電力変換回路が前記システム回路への電力エネルギーの供給を停止するように、制御ユニットは、電源状態信号に基づいて第２電源回路の動作を停止させるように制御する。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の他の好適な実施形態は、一定の入力電圧で入力される電力エネルギーを受け入れて出力電圧を生成し、かつ出力電圧が電力出力用コネクタを介して電子製品のシステム回路に伝送されるためのスイッチング電力変換回路を提供する。該スイッチング電力変換回路は、力率を補正しつつ、入力電圧をバス電圧に変換するための第１電源回路と；該第１電源回路に接続され、バス電圧に応じて第１帰還信号を生成するための第１帰還回路と；第１電源回路に接続され、バス電圧を出力電圧に変換するための第２電源回路と；該第２電源回路に接続され、出力電圧に応じて第２帰還信号を出力するための第２帰還回路と；制御ユニットとを含み、前記制御ユニットは、第１電源回路、第２電源回路、第１帰還回路および第２帰還回路に接続され、かつ、前記制御ユニットは検出回路を備え、当該検出回路は第２電源回路の出力端に接続され、システム回路がスイッチング電力変換回路から供給される電力エネルギーを必要とするか否かを検出して、対応する電源状態検出信号を出力し、制御ユニットは、電源状態検出信号、第１帰還信号および第２帰還信号に応じて、それぞれ第１電源回路および第２電源回路の動作を制御し、ここで、電源状態検出信号がオフ状態となる時に、制御ユニットは、前記電源状態検出信号に基いて第２電源回路を間欠的に動作させるか又は動作を停止させるように制御し、スイッチング電力変換回路がシステム回路に電力エネルギーを間欠的に供給するか又は供給を停止して、出力電圧を通常状態で定格電圧値を下回る電圧値若しくはゼロ電圧値にする。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のもう１つの好適な実施形態は電源供給器を提供し、当該電源供給器は、一定の入力電圧で入力される電力エネルギーを受け入れて一定の出力電圧で出力し、かつ出力電圧が電力出力用コネクタを介して電子製品のシステム回路に伝送されるためのスイッチング電力変換回路を含む。該スイッチング電力変換回路は、力率を補正しつつ、入力電圧をバス電圧に変換するための第１電源回路と；該第１電源回路に接続され、バス電圧に応じて第１帰還信号を出力するための第１帰還回路と；第１電源回路に接続され、バス電圧を出力電圧に変換するための第２電源回路と；該第２電源回路に接続され、出力電圧に応じて第２帰還信号を出力するための第２帰還回路と；第１電源回路、第２電源回路、第１帰還回路および第２帰還回路に接続され、第１帰還信号、第２帰還信号およびシステム回路のオン・オフ状態に応じて、それぞれ第１電源回路および第２電源回路の動作を制御するための制御ユニットとを含み、システム回路の電源状態がオフ状態となる時に、前記制御ユニットは、第２電源回路を間欠的に動作させるか又は動作を停止させるように制御することにより、スイッチング電力変換回路がシステム回路に電力エネルギーを間欠的に供給するか又は供給を停止して、出力電圧を通常状態で定格電圧値を下回る電圧値またはゼロ電圧値にする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の好適な実施例に係るスイッチング電力変換回路のブロック図である。
【図２】図２は、図１に示すスイッチング電力変換回路の変形例を示す図である。
【図３】図３は、図１に示すスイッチング電力変換回路の他の変形例を示す図である。
【図４】図４は、図３に示すスイッチング電力変換回路の変形例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の他の好適な実施例に係るスイッチング電力変換回路のブロック図である。
【図６】図６は、図５に示すスイッチング電力変換回路の変形例を示す図である。
【図７】図７は、図５に示すスイッチング電力変換回路の他の変形例を示す図である。
【図８】図８は、図７に示すスイッチング電力変換回路の変形例を示す図である。
【図９】図９は、図１〜図８に示すスイッチング電力変換回路に適用される第２電源回路および第２帰還回路の詳細構成を示す図である。
【図１０】図１０は、図９に示す第２電力変換回路の変形例を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、図１〜図８に示す第１電源回路および第１帰還回路の詳細構成を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａに示す第１電源回路の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、図５〜図８に示す検出回路の詳細構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の特徴とメリットを表す典型的な実施例について詳細に説明する。ここで理解すべきことは、本発明が異なる態様において様々な変更を含み、これらはいずれも本願発明の範囲を逸脱することではなく、しかも明細書および図面が本願発明に対する制限ではなく、本質的には本願発明を説明するものである。
【００１４】
以下、本発明について、図１を参照しながら説明する。図１は本発明の好適な実施例に係るスイッチング電力変換回路のブロック図である。図１に示すように、本発明のスイッチング電力変換回路１は、交流電圧のような入力電圧Ｖｉｎの電力エネルギーを受けることで定格の出力電圧Ｖｏを出力し、第１電源回路１５および第２電源回路１１を含む２段回路構造であってもよいがそれに限定されなく、かつ、電源供給器に応用されて、電子製品のシステム回路２に電力エネルギーを供給する。なお、スイッチング電力変換回路１は、第１制御回路１３ｂ１、第２制御回路１６ｂ、第１帰還回路１７ｂ、第２帰還回路１２ｂ、バスコンデンサＣｉｎ、入力整流回路１４および起動回路１３ｂ３をさらに含む。ここで、入力整流回路１４は、スイッチング電源変換回路１の入力端、第１電源回路１５の入力端および第１共通端子ＣＯＭ１に接続され、入力電圧Ｖｉｎを整流する。
【００１５】
第１電源回路１５は、スイッチング電力変換回路１の入力端における入力電流（未図示）の電流分布と包絡線とを、入力電圧Ｖｉｎ波形に相似させる力率改善機能を有し、かつ、第１スイッチング回路１５１を有し、入力電圧Ｖｉｎの電力エネルギーを受け入れることで第１スイッチング回路１５１のオン・オフによりバス電圧Ｖｂｕｓを出力する。バスコンデンサＣｉｎは、蓄勢またはバス電圧Ｖｂｕｓをフィルタするように、一端が第１電源回路１５の出力端１５ａに接続され、他端が第１共通端子ＣＯＭ１に接続される。
【００１６】
第１帰還回路１７ｂは、第１電源回路１５の出力端１５ａと第１制御回路１３ｂ１とに接続され、バス電圧Ｖｂｕｓに応じて第１帰還信号ＶＦｂ１を出力する。第１制御回路１３ｂ１は、第１スイッチング回路１５１の制御端と第１帰還回路１７ｂの出力端とに接続されるとともに、第２電源回路１１の第１補助電源出力端１１ｂ、起動回路１３ｂ３およびシステム回路２と接続し、入力電圧Ｖｉｎのエネルギーをバス電圧Ｖｂｕｓに変換するように、第１帰還信号ＶＦｂ１に応じて第１パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ１を出力することで第１スイッチング回路１５１のオン・オフを制御し、かつ、第１制御回路１３ｂ１は、システム回路２から供給される電源状態信号Ｖｓｔを受信する。
【００１７】
第２電源回路１１は、第１電源回路１５、バスコンデンサＣｉｎおよびシステム回路２に接続され、かつ、第２スイッチング回路１１１を含む。第２電源回路１１は、バス電圧Ｖｂｕｓの電力エネルギーを受け、かつ第２スイッチング回路１１１のオン・オフの切り替えによって、第２電源回路１１の出力端１１ａと、第１制御回路１３ｂ１および第２制御回路１６ｂに接続する第２電源回路１１の第１補助電源出力端１１ｂとにおいて、それぞれ出力電圧Ｖｏと第１補助電圧ＶＣＣとを出力する。第２帰還回路１２ｂは、第２電源回路１１の出力端１１ａと第２制御回路１６ｂとに接続され、出力電圧Ｖｏに応じて第２帰還信号ＶＦｂ２を出力する。第２制御回路１６ｂは、第２スイッチング回路１１１の制御端、第２電源回路１１の第１補助電源出力端１１ｂ、および第２帰還回路１２ｂの出力端に接続され、第１制御回路１３ｂ１にも接続されている。第２制御回路１６ｂは、バス電圧Ｖｂｕｓのエネルギーを出力電圧Ｖｏと第１補助電圧ＶＣＣとに変換するように、第２帰還信号ＶＦｂ２に応じて第２パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ２を出力することで第２スイッチング回路１１１のオン・オフを制御する。
【００１８】
起動回路１３ｂ３は、第１制御回路１３ｂ１と第２制御回路１６ｂと共に制御ユニット１３ｂを構成してもよいがそれに限定されず、さらに、該起動回路１３ｂ３は、入力整流回路１４の入力端、システム回路２、および第１制御回路１３ｂ１に接続され、電源状態信号Ｖｓｔに応じて入力電圧Ｖｉｎの電力エネルギーを起動電圧ＶＨに変換して第１制御回路１３ｂ１に伝送することにより、第１制御回路１３ｂ１が入力電圧Ｖｉｎの電力エネルギーを第２電源回路１１の第１補助電源出力端１１ｂに伝送し、第１補助電源出力端１１ｂにおける第１補助電圧Ｖｃｃを第１制御回路１３ｂ１の第１動作電圧以上まで昇圧させるため、第１制御回路１３ｂ１は、第１補助電圧Ｖｃｃによって動作しつつ、それに対応する制御信号を出力して第２制御回路１６ｂを動作させる。
【００１９】
以下、図１に示すスイッチング電力変換回路１の動作について説明する。図１に示すように、電源状態信号Ｖｓｔが高電位の作動状態である場合、システム回路２に対して、スイッチング電力変換回路１から電力エネルギーを供給する必要があることを表す。その際、起動回路１３ｂ３は、電源状態信号Ｖｓｔの状態によって動作し、しかも入力電圧Ｖｉｎの電力エネルギーを非ゼロ電圧値（ゼロ電圧値より高い）の起動電圧ＶＨに変換してから該起動電圧ＶＨを第１制御回路１３ｂ１に伝送し、第１制御回路１３ｂ１は、起動電圧ＶＨの電力エネルギーを第２電源回路１１の第１補助電源出力端１１ｂに伝送することにより、第１補助電圧Ｖｃｃの電圧値を第１制御回路１３ｂ１の第１動作電圧値以上まで昇圧させ、第１制御回路１３ｂ１を動作させて第１電源回路１５を制御するため、第１電源回路１５が入力電圧Ｖｉｎのエネルギーをバス電圧Ｖｂｕｓに変換してからバス電圧Ｖｂｕｓを定格電圧値に維持するように、第１制御回路１３ｂ１は、第１帰還信号ＶＦｂ１に応じて第１パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ１を継続的に出力することで第１スイッチング回路１５１のオン・オフを制御する。その際、第１制御回路１３ｂ１が制御信号（未図示）を第２制御回路１６ｂに発送することで、第２制御回路１６ｂを動作させるため、第２制御回路１６ｂは、第２帰還信号ＶＦｂ２に応じて第２パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ２を出力することで第２スイッチング回路１１１のオン・オフを制御し、これによって第２電源回路１１は、バス電圧Ｖｂｕｓのエネルギーを出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃとに変換させ、出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃの電力エネルギーを、それぞれシステム回路２と、第１制御回路１３ｂ１および第２制御回路１６ｂに供給し、かつ、第２制御回路１６ｂは、第２電源回路１１の出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃとを定格電圧値に維持するように制御する。
【００２０】
電源状態信号Ｖｓｔは、高電位の作動状態からゼロ電位または低電位のオフ状態に変換すると、システム回路２に対して、スイッチング電力変換回路１からの電力エネルギーの供給が不要であることを表す。その際、起動回路１３ｂ３は、オフ状態となる電源状態信号Ｖｓｔによって動作を停止することにより、不要なエネルギー変換消費を減少させるように起動電圧ＶＨが電圧値をゼロ電圧値になる。そのため、例え入力電圧Ｖｉｎが起動回路１３ｂ３への電力エネルギー供給を継続しても、起動回路１３ｂ３は、入力電圧Ｖｉｎの電力エネルギーを非ゼロ電圧値の起動電圧ＶＨに出力することなく、また、第１制御回路１３ｂ１は、オフ状態となる電源状態信号Ｖｓｔによって動作を停止するとともに、制御信号を出力することで第２制御回路１６ｂの動作を停止させ、これにより、第１電源回路１５および第２電源回路１１も対応して動作を停止し、次いで出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃとは、第２制御回路１６ｂおよび第２電源回路１１の動作停止によってゼロ電圧値になるため、スイッチング電力変換回路１は、システム回路２への電力エネルギー供給を停止する。
【００２１】
システム回路２に対して、再びスイッチング電力変換回路１からの電力エネルギー供給が必要となると、電源状態信号Ｖｓｔをゼロ電位または低電位のオフ状態から高電位のオン状態に変換させ、上述したように、起動回路１３ｂ３はオン状態となる電源状態信号Ｖｓｔによって再び動作し、非ゼロ電圧値の起動電圧ＶＨを出力し、第１制御回路が起動電圧ＶＨの電力エネルギーを第２電源回路１１の第１補助電源出力端１１ｂに伝送させ、第１補助電圧Ｖｃｃの電圧値を第１動作電圧値以上まで昇圧させ、これによって第１制御回路１３ｂ１を再び動作させる。第１制御回路１３ｂ１は、第１電源回路１５が入力電圧Ｖｉｎのエネルギーをバス電圧Ｖｂｕｓに変換するように制御し、また、第１制御回路１３ｂ１は、再び制御信号（未図示）を第２制御回路１６ｂに発送することで、第２制御回路１６ｂを動作させ、第２制御回路１６ｂは、第２電源回路１１が出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃの電力エネルギーを、システム回路２と、第１制御回路１３ｂ１および第２制御回路１６ｂに出力し、かつ出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃとを定格電圧値に維持するように制御する。
【００２２】
一部の実施例において、図１に示す制御ユニット１３ｂの起動回路１３ｂ３を省略してもよい。例えば、該起動回路１３ｂ３を第１制御回路１３ｂ１内に統合させることにより、該起動回路１３ｂ３を省略して、図２に示すスイッチング電力変換回路１となる。図２に示すように、第１制御回路１３ｂ１は、第１スイッチング回路１５１の制御端、第１帰還回路１７ｂの出力端、第２電源回路１１の第１補助電源出力端１１ｂ、第２制御回路１６ｂおよびシステム回路２に接続するだけではなく、整流回路１４の入力端にも接続される。
【００２３】
そこで、電源状態信号Ｖｓｔが高電位の作動状態となる時に、システム回路２に対して、スイッチング電力変換回路１から電力エネルギーを供給する必要があることを表し、この場合、第１制御回路１３ｂ１は、作動状態となる電源状態信号Ｖｓｔに応じて入力電圧Ｖｉｎの電力エネルギーを第２電源回路１１の第１補助電源出力端１１ｂに伝送し、第１補助電圧Ｖｃｃの電圧値を第１制御回路１３ｂ１の第１動作電圧値以上まで昇圧させるため、第１制御回路１３ｂ１を動作させることで第１電源回路１５の動作を制御する。第１電源回路１５は、入力電圧Ｖｉｎのエネルギーをバス電圧Ｖｂｕｓに変換し、かつ、バス電圧Ｖｂｕｓを定格電圧値に維持させる。この場合、第１制御回路１３ｂ１は、第１帰還信号ＶＦｂ１に応じて第１パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ１を継続的に出力することで第１スイッチング回路１５１のオン・オフを制御する。その際、第１制御回路１３ｂ１は、第２制御回路１６ｂを動作させる制御信号を発送するため、第２制御回路１６ｂは、第２帰還信号ＶＦｂ２に応じて第２パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ２を出力することで第２スイッチング回路１１１のオン・オフを制御することにより、第２電源回路１１は、バス電圧Ｖｂｕｓのエネルギーを出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃとに変換し、バス電圧Ｖｂｕｓのエネルギーを出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃの電力エネルギーを、それぞれシステム回路２と、第１制御回路１３ｂ１および第２制御回路１６に供給し、しかも、第２制御回路１６ｂは、出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃとを定格電圧値に維持するように制御する。
【００２４】
電源状態信号Ｖｓｔが高電位の作動状態からゼロ電位または低電位のオフ状態に変換すると、システム回路２に対して、スイッチング電力変換回路１からの電力エネルギー供給が不要であることを表す。その際、第１制御回路１３ｂ１は、オフ状態となる電源状態信号Ｖｓｔによって動作を停止するとともに、制御信号を出力することで第２制御回路１６ｂの動作を停止させ、これによって、第１電源回路１５および第２電源回路１１が動作を停止し、次いで出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃは、第２制御回路１６ｂおよび第２電源回路１１の動作停止によってゼロ電圧値になるため、スイッチング電力変換回路１は、システム回路２への電力エネルギーの供給を停止する。
【００２５】
また、一部の実施例において、図１に示す第２制御回路１６ｂは、第１制御回路１３ｂ１の内部に統合されることで、図３に示すスイッチング電力変換回路１が構成される。図３に示すように、第１制御回路１３ｂ１は、第１スイッチング回路１５１の制御端、第１帰還回路１７ｂの出力端、第１補助電源出力端１１ｂ、起動回路１３ｂ３およびシステム回路２に接続されるだけではなく、第２スイッチング回路１１１の制御端および第２帰還回路１２ｂの出力端にも接続される。本実施例において、第１制御回路１３ｂ１は、第１帰還信号ＶＦｂ１に応じて第１パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ１を出力することで第１スイッチング回路１５１のオン・オフを制御することにより、入力電圧Ｖｉｎのエネルギーをバス電圧Ｖｂｕｓに変換させ、さらに、第２帰還信号ＶＦｂ２に応じて第２パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ２を出力することで第２スイッチング回路１１１のオン・オフを制御することにより、バス電圧Ｖｂｕｓのエネルギーを出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃとに変換させる。
【００２６】
そこで、電源状態信号Ｖｓｔが高電位の作動状態となる時に、即ち、システム回路２に対して、スイッチング電力変換回路１からの電力エネルギー供給が必要となると表され、その際、起動回路１３ｂ３は、電源状態信号Ｖｓｔによって動作し、かつ入力電圧Ｖｉｎの電力エネルギーを非ゼロ電圧値（ゼロ電圧値より高い）の起動電圧ＶＨに変換してから第１制御回路１３ｂ１に起動電圧ＶＨを伝送し、第１制御回路１３ｂ１は、起動電圧ＶＨの電力エネルギーを第２電源回路１１の第１補助電源出力端１１ｂに伝送することにより、第１補助電圧Ｖｃｃの電圧値を第１制御回路１３ｂ１の第１動作電圧値以上まで昇圧させるため、第１電源回路１５は、入力電圧Ｖｉｎのエネルギーをバス電圧Ｖｂｕｓに変換させ、かつ該バス電圧Ｖｂｕｓを定格電圧値に維持させるように、第１制御回路１３ｂ１を動作させてから第１制御回路１３ｂ１は、第１帰還信号ＶＦｂ１に応じて第１パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ１を出力することで第１スイッチング回路１５１のオン・オフを制御する。それと同時に、第２制御回路１３ｂ１がバス電圧Ｖｂｕｓのエネルギーを出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃとに変換させ、かつ出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃとを定格電圧値に維持させるように、第１制御回路１３ｂ１は、第２帰還信号ＶＦｂ２に応じて第２パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ２を出力することで第２スイッチング回路１１１のオン・オフを制御する。
【００２７】
電源状態信号Ｖｓｔが高電位の作動状態からゼロ電位または低電位のオフ状態に変換すると、システム回路２に対して、スイッチング電力変換回路１からの電力エネルギー供給が不要であることを表す。その際、起動回路１３ｂ３は、不要なエネルギー消費を減少させるように、オフ状態となる電源状態信号Ｖｓｔによって起動電圧ＶＨの電圧値をゼロ電圧値にさせるため、例え入力電圧Ｖｉｎが起動回路１３ｂ３に継続的に電力エネルギーを供給したとしても、起動回路１３ｂ３は、入力電圧Ｖｉｎからの電力エネルギーを利用して非ゼロ電圧値となる起動電圧ＶＨを出力することはない。それと同時に、第１制御回路１３ｂ１は、オフ状態となる電源状態信号Ｖｓｔによって動作を停止するため、第１電源回路１５および第２電源回路１１の動作を停止させ、さらに出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃが第１制御回路１３ｂ１および第２電源回路１１の動作停止によってゼロ電圧値になるため、スイッチング電力変換回路１は、システム回路２への電力エネルギー供給を停止する。
【００２８】
一部の実施例において、図３に示す制御ユニット１３ｂの起動回路１３ｂ３を省略してもよい。例えば、起動回路１３ｂ３を第１制御回路１３ｂ１内に結合するように該起動回路１３ｂ３を省略すると、図４に示すスイッチング電力変換回路１となる。図４に示すように、第１制御回路１３ｂ１は、第１スイッチング回路１５１の制御端、第１帰還回路１７ｂの出力端、第２スイッチング回路１１１の制御端、第２帰還回路１２ｂの出力端、およびシステム回路２との接続状態を維持するだけではなく、整流回路１４の入力端にも接続される。それ以外に、図４に示すように、本実施例に係る第２電源回路１１は、図１〜図３に示す第２電源回路１１のように第１補助電源出力端１１ｂから第1補助電圧Ｖｃｃを出力するのではなく、さらに、本実施例に係るスイッチング電力変換回路１内には補助電源１８を更に備え、第１制御回路１３ｂ１と接続し、かつ第１補助電圧Ｖｃｃを第１制御回路１３ｂ１に継続的に出力し、第１補助電圧Ｖｃｃによって第１制御回路１３ｂ１を動作させる。一部の実施例において、補助電源１８は、追加設置される電源であってもよい、または、バス電圧Ｖｂｕｓの電力エネルギーを直接利用するような構成になってもよい。
【００２９】
そこで、電源状態信号Ｖｓｔが高電位の作動状態となる時に、システム回路２に対して、スイッチング電力変換回路１からの電力エネルギー供給が必要であることを表し、その際、第１制御回路１３ｂ１は、作動状態となる電源状態信号Ｖｓｔに応じて補助電源１８に出力される第１補助電圧Ｖｃｃを受けて動作するため、第１電源回路１５は、入力電圧Ｖｉｎのエネルギーをバス電圧Ｖｂｕｓに変換するとともに、バス電圧Ｖｂｕｓを定格電圧値に維持するように、第１制御回路１３ｂ１は、第１帰還信号ＶＦｂ１に応じて第１パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ１を継続的に出力することで第１スイッチング回路１５１のオン・オフを制御する。それと同時に、バス電圧Ｖｂｕｓのエネルギーを出力電圧Ｖｏに変換するとともに、出力電圧Ｖｏを定格電圧値に維持するように、第１制御回路１３ｂ１は、第２帰還信号ＶＦｂ２に応じて第２パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ２を出力することで第２スイッチング回路１１１のオン・オフを制御する。
【００３０】
電源状態信号Ｖｓｔが高電位の作動状態からゼロ電位または低電位のオフ状態に変換した場合、システム回路２に対して、スイッチング電力変換回路１からの電力エネルギー供給が不要であることを表す。その際、第１制御回路１３ｂ１は、オフ状態となる電源状態信号Ｖｓｔによって、補助電源１８に供給される第１補助電圧Ｖｃｃを受けないことで動作を停止し、これによって、第１制御回路１３ｂ１は、第１電源回路１５および第２電源回路１１に対する動作制御を停止し、さらに、出力電圧Ｖｏは、第１制御回路１３ｂ１および第２電源回路１１の動作停止によってゼロ電圧値になるため、スイッチング電力変換回路１は、システム回路２への電力エネルギー供給を停止する。当然ながら、図４に示すスイッチング電力変換回路１は、補助電源１８から出力される第１補助電圧Ｖｃｃによって第１制御回路１３ｂ１に継続的に給電することで、第１制御回路１３ｂ１が電源状態信号Ｖｓｔの状態によって第１補助電圧Ｖｃｃの電力エネルギーを受けるか否かを決定する技術であり、図１〜図３に示すスイッチング電力変換回路１は、第２電源回路１１の第１補助電源出力端１１ｂに出力される第１補助電圧Ｖｃｃが第１制御回路１３ｂ１の第１動作電圧に達するか否かによって、第１制御回路１３ｂ１が作動状態であるか否かを制御する技術であり、これらの技術は相互に適用され、図１〜図４に示す実施例に限定されない。
【００３１】
図５と図１を合わせて参照する。図５は、本発明の他の好適なスイッチング電力変換回路のプロック図である。図５に示すように、図５に示すスイッチング電力変換回路１の回路構成は、図１に示すスイッチング電力変換回路1の回路構成と類似しており、但し、本実施例に係る制御ユニット１３ｂが図１に示す制御ユニット１３ｂと異なり、スイッチング電力変換回路１は、電力出力用コネクタ１ａにより電子製品のシステム回路２に接続される。
【００３２】
本実施例において、制御ユニット１３ｂは、第１制御回路１３ｂ１、第２制御回路１６ｂおよび起動回路１３ｂ３を含み、検出回路１３ｂ２をさらに含む。該検出回路１３ｂ２は、第２電源回路１１の出力端１１ａ、起動回路１３ｂ３、電力出力用コネクタ１ａおよび第１制御回路１３ｂ１に接続され、システム回路２に対してスイッチング電力変換回路１からの電力エネルギー供給が必要となるか否かを検出する。つまり、該検出回路１３ｂ２は、電力出力用コネクタ１ａが電子製品のシステム回路２と接続するか否かを検出し、システム回路２に対してスイッチング電力変換回路１からの電力エネルギー供給が必要となるか否かを検出し、対応する電源状態検出信号Ｖａを出力する。さらに、起動回路１３ｂ３は、電源状態検出信号Ｖａによって入力電圧Ｖｉｎの電力エネルギーを起動電圧ＶＨに変換して該起動電圧ＶＨを第１制御回路１３ｂ１に伝送することで、第１制御回路１３ｂ１を動作させる。第１制御回路１３ｂ１は、対応する制御信号を出力することで第２制御回路１６ｂを動作させ、また、前記電源状態検出信号Ｖａにより、システム回路２に対してスイッチング電力変換回路１からの電力エネルギー供給が不要である場合に、第１制御回路１３ｂ１を間欠的に動作または動作停止させ、更には第２制御回路１６ｂを、間欠的に動作させるか、もしくは、動作停止させるように制御する。
【００３３】
本実施例において、使用者が電力出力用コネクタ１ａを電子製品のシステム回路２と接続させた場合、検出回路１３ｂ２から出力される電源状態検出信号Ｖａは、ゼロ電位または低電位のオン状態となる。逆に、使用者が電力出力用コネクタ１ａを電子製品のシステム回路２から分離させた場合、検出回路１３ｂ２から出力される電源状態検出信号Ｖａは、高電位のオフ状態となる。
【００３４】
そのため、使用者が電力出力用コネクタ１ａを電子製品のシステム回路２と接続させた場合、検出回路１３ｂ２から出力される電源状態検出信号Ｖａは、低電位のオン状態となる。その際、起動回路１３ｂ３は、電源状態検出信号Ｖａによって入力電圧Ｖｉｎの電力エネルギーを第２制御回路１３ｂ１に伝送させ、つまり、起動電圧ＶＨが非ゼロ電圧値となり、第１制御回路１３ｂ１は、起動電圧ＶＨの電力エネルギーを第２電源回路１１の第１補助電源出力端１１ｂに伝送し、第１補助電圧Ｖｃｃの電圧値を第１制御回路１３ｂ１の第１動作電圧値以上までに昇圧させ、第１制御回路１３ｂ１を動作させる。しかも、バス電圧Ｖｂｕｓを定格電圧値に維持するように、第１制御回路１３ｂ１は、第１帰還信号ＶＦｂ１に応じて第１パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ１を継続的に出力することで第１スイッチング回路１５１のオン・オフを制御する。その際、第１制御回路１３ｂ１は、制御信号を出力することで第２制御回路１６ｂを動作させるため、第２制御回路１６ｂは、出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃとを定格電圧値に維持するように、第２帰還信号ＶＦｂ２に応じて第２パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ２を出力することで第２スイッチング回路１１１のオン・オフを制御する。
【００３５】
一旦電力出力用コネクタ１ａを電子製品のシステム回路２から分離させると、検出回路１３ｂ２から出力される電源状態検出信号Ｖａが高電位のオフ状態となる。その際、電源状態検出信号Ｖａは起動回路１３ｂ３を駆動させ、入力電圧Ｖｉｎからの電力エネルギーを間欠的に使用するか、又は、使用停止することにより起動電圧ＶＨを出力することになる。当該電源状態検出信号Ｖａは、第１制御回路１３ｂ１を間欠的に動作させるか、または、動作停止させ、更に、第１制御回路１３ｂ１により、第２制御回路１６ｂを間欠的に動作させるか、または、動作停止させるため、第２電源回路１１から出力される出力電圧Ｖｏは、通常状態で定格電圧値を下回る電圧値またはゼロ電圧値となり、スイッチング電力変換回路１は、システム回路２へ電力エネルギーを間欠的に供給するか、又は、供給を停止する。
【００３６】
一部の実施例において、図５に示す制御ユニット１３ｂの起動回路１３ｂ３を省略してもよい。例えば、起動回路１３ｂ３を第１制御回路１３ｂ１内に統合するようにして、該起動回路１３ｂ３を省略すると、図６に示すスイッチング電力変換回路１が構成される。図６に示すように、第１制御回路１３ｂ１は、第１スイッチング回路１５１の制御端、第１帰還回路１７ｂの出力端、第２電源回路１１の第１補助電源出力端１１ｂ、および第２制御回路１６ｂとの接続を維持しながら、更には整流回路１４の入力端にも接続される。
【００３７】
そこで、使用者が電力出力用コネクタ１ａを電子製品のシステム回路２に接続させた場合、検出回路１３ｂ２から出力される電源状態検出信号Ｖａは、低電位の作動状態となる。その際、第１制御回路１３ｂ１は、低電位の作動状態となる電源状態検出信号Ｖａによって、入力電圧Ｖｉｎの電力エネルギーを第２電源回路１１の第１補助電源出力端１１ｂに伝送させ、第１補助電圧Ｖｃｃの電圧値を第１動作電圧値以上までに昇圧させ、これによって第１制御回路１３ｂ１を動作させる。しかも、第１制御回路１３ｂ１は、バス電圧Ｖｂｕｓを定格電圧値に維持するように、第１帰還信号ＶＦｂ１に応じて第１パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ１を継続的に出力することで第１スイッチング回路１５１のオン・オフを制御する。その際、第１制御回路１３ｂ１は、制御信号を出力することで第２制御回路１６ｂを動作させるため、第２制御回路１６ｂは、出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃとを定格電圧値に維持するように、第２帰還信号ＶＦｂ２に応じて第２パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ２を出力することで第２スイッチング回路１１１のオン・オフを制御する。
【００３８】
一旦電力出力用コネクタ１ａを電子製品のシステム回路２から分離させると、検出回路１３ｂ２に出力される電源状態検出信号Ｖａが高電位のオフ状態となる。その際、電源状態検出信号Ｖａにより、第１制御回路１３ｂ１が間欠的に動作するか、または、動作停止するように制御され、更に、第１制御回路１３ｂ１が第２制御回路１６ｂを間欠的に動作させるか、または、動作停止させるため、第２電源回路１１に出力される出力電圧Ｖｏおよび第１補助電圧Ｖｃｃは、通常状態で定格電圧値より低い電圧値またはゼロ電圧値となり、スイッチング電力変換回路１は、システム回路２に電力エネルギーを間欠的に供給するか、または、供給を停止する。
【００３９】
また、一部の実施例において、図５に示す第２制御回路１６ｂは、第１制御回路１３ｂ１内に統合されることも可能であり、この場合、図７に示すスイッチング電力変換回路１が構成される。図７に示すように、第１制御回路１３ｂ１は、第１スイッチング回路１５１の制御端、第１帰還回路１７ｂの出力端、第１補助電源出力端１１ｂ、検出回路１３ｂ２、および起動回路１３ｂ３に接続するだけではなく、第２スイッチング回路１１１の出力端および第２帰還回路１２ｂの出力端にも接続される。そのため、本実施例において、第１制御回路１３ｂ１は、入力電圧Ｖｉｎのエネルギーをバス電圧Ｖｂｕｓに変換するように、第１帰還信号ＶＦｂ１に応じて第１パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ１を出力することで第１スイッチング回路１５１のオン・オフを制御し、さらに、バス電圧Ｖｂｕｓのエネルギーを出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃとに変換するように、第２帰還信号ＶＦｂ２に応じて第２パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ２を出力することで第２スイッチング回路１１１のオン・オフを制御する。
【００４０】
これにより、使用者が電力出力用コネクタ１ａを電子製品のシステム回路２に接続させる時に、検出回路１３ｂ２から出力される電源状態検出信号Ｖａは、低電位の作動状態となる。その際、起動回路１３ｂ３は、電源状態検出信号Ｖａによって、入力電圧Ｖｉｎの電力エネルギーを第１制御回路１３ｂ１に伝送させ、つまり、起動電圧ＶＨが非ゼロ電圧値となり、第１制御回路１３ｂ１は、起動電圧ＶＨの電力エネルギーを第２電源回路１１の第１補助電源出力端１１ｂに伝送させることにより、第１補助電圧Ｖｃｃの電圧値を第１動作電圧値以上まで昇圧させ、第１制御回路１３ｂ１を動作させる。しかも、第１制御回路１３ｂ１は、バス電圧Ｖｂｕｓを定格電圧値に維持するように、第１帰還信号ＶＦｂ１に応じて第１パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ１を継続的に出力することで第１スイッチング回路１５１のオン・オフを制御するとともに、出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃとを定格電圧値に維持するように、第２帰還信号ＶＦｂ２に応じて第２パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ２を出力することで第２スイッチング回路１１１のオン・オフを制御する。
【００４１】
一旦電力出力用コネクタ１ａを電子製品のシステム回路２から分離させた場合、検出回路１３ｂ２から出力される電源状態検出信号Ｖａが高電位のオフ状態となる。その際、電源状態検出信号Ｖａは、入力電圧Ｖｉｎの電力エネルギーを間欠的に使用するか、又は、使用停止することで、起動電圧ＶＨを出力するように起動回路１３ｂ３を駆動させると同時に、電源状態検出信号Ｖａは、第１制御回路１３ｂ１を間欠的に動作させるか、または、動作停止させるため、第２電源回路１１に出力される出力電圧Ｖｏおよび第１補助電圧Ｖｃｃは、通常状態で定格電圧値を下回る電圧値またはゼロ電圧値となり、スイッチング電力変換回路１は、システム回路２に電力エネルギーを間欠的に供給するか、または、供給を停止する。
一部の実施例において、図７に示す制御ユニット１３ｂの起動回路１３ｂ３を省略してもよい。例えば、起動回路１３ｂ３を第１制御回路１３ｂ１内に統合するようにして該起動回路１３ｂ３を省略すると、図８に示すスイッチング電力変換回路１となる。図８に示すように、第１制御回路１３ｂ１は、第１スイッチング回路１５１の制御端、第１帰還回路１７ｂの出力端、検出回路１３ｂ２、第２スイッチング回路１１１の制御端、および第２帰還１２ｂの出力端への接続を維持するだけではなく、整流回路１４の入力端にも接続される。それ以外に、図８に示すように、本実施例に係る第２電源回路１１は、図５〜図７に示す第２電源回路１１のように第１補助電源出力端１１ｂにおいて第1補助電圧Ｖｃｃを出力するのではなく、また、本実施例に係るスイッチング電力変換回路１内には補助電源１８を更に備え、該補助電源１８は、第１制御回路１３ｂ１と接続し、第１補助電圧Ｖｃｃを第１制御回路１３ｂ１に継続的に出力し、第１補助電圧Ｖｃｃによって第１制御回路１３ｂ１を動作させる。一部の実施例において、補助電源１８は、追加設置される電源であっても良く、バス電圧Ｖｂｕｓの電力エネルギーを直接利用するような構成になってもよい。
【００４２】
これにより、使用者が電力出力用コネクタ１ａを電子製品のシステム回路２に接続させた場合、検出回路１３ｂ２から出力される電源状態検出信号Ｖａは、低電位の作動状態となる。その際、第１制御回路１３ｂ１は、低電位の作動状態となる電源状態検出信号Ｖａによって、補助電源１８に出力される第１補助電圧Ｖｃｃを受けて動作するため、第１制御回路１３ｂ１は、第１電源回路１５がバス電圧Ｖｂｕｓを定格電圧値に維持するように、第１帰還信号ＶＦｂ１に応じて第１パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ１を継続的に出力することで第１スイッチング回路１５１のオン・オフを制御するとともに、出力電圧Ｖｏを定格電圧値に維持するように、第２帰還信号ＶＦｂ２に応じて第２パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ２を出力することで第２スイッチング回路１１１のオン・オフを制御する。
一旦電力出力用コネクタ１ａを電子製品のシステム回路２から分離させると、検出回路１３ｂ２から出力される電源状態検出信号Ｖａが高電位のオフ状態となる。その際、電源状態検出信号Ｖａが第１制御回路１３ｂ１を間欠的に動作させるか、または、動作停止させるため、第２電源回路１１から出力される出力電圧Ｖｏは、通常状態で定格電圧値を下回る電圧値またはゼロ電圧値となり、スイッチング電力変換回路１は、システム回路２に電力エネルギーを間欠的に供給するか、または、供給停止させる。
【００４３】
当然ながら、図８に示すスイッチング電力変換回路１は、補助電源１８から出力される第１補助電圧Ｖｃｃによって第１制御回路１３ｂ１に継続的に給電し、第１制御回路１３ｂ１が電源状態検出信号Ｖａの状態によって第１補助電圧Ｖｃｃの電力エネルギーを受けるか否かを決定する技術であり、図５〜図７に示すスイッチング電力変換回路１は、第２電源回路１１の第１補助電源出力端１１ｂから出力される第１補助電圧Ｖｃｃが第１制御回路１３ｂ１の第１動作電圧に達するか否かによって、第１制御回路１３ｂ１を動作させるか否かを制御する技術であり、これらの技術は互いに組み合わせて応用することも可能であり、図５〜図８に示す実施例に限定されない。
【００４４】
第１電源回路１５、第２電源回路１１、第１帰還回路１７ｂ、第２帰還回路１２ｂ、および検出回路１３ｂ２の種類が多いため、以下、例を上げて回路の構成を詳細に説明する。図９は、図１〜図８に示すスイッチング電力変換回路に適用される第２電源回路および第２帰還回路の詳細構成を示す図である。図９に示すように、第２電源回路１１は、第２スイッチング回路１１１、第１整流フィルタ回路１１２、第２整流フィルタ回路１１３および変圧器ＴＲを含み、本実施例において、変圧器ＴＲは、１次巻線Ｎｐ(primary winding)、２次巻線Ｎｓ(secondary winding)および補助巻線Ｎａ(auxiliary winding)を含み、第２スイッチング回路１１１は、第１スイッチング素子Ｑ１を含む。ここで、変圧器ＴＲの１次巻線Ｎｐの一端は、第１スイッチング素子Ｑ１の第１端子Ｑ１ａに接続され、第１スイッチング素子Ｑ１の第２端子Ｑ１ｂと制御端は、それぞれ第１共通端子ＣＯＭ１と制御ユニット１３ｂに接続され、制御ユニット１３ｂ（即ち、図１、２、５および図６に示す第２制御回路１６ｂ、または図３、４、７および図８に示す第１制御回路１３ｂ１）から出力される第２パルス幅変調制御信号ＶＰＷＭ２によって第１スイッチング素子Ｑ１をオン・オフさせ、更には入力電圧（即ち、バス電圧Ｖｂｕｓ）の電力エネルギーが、変圧器ＴＲの１次巻線Ｎｐを介して２次巻線Ｎｓと補助巻線Ｎａとに伝送された後、それぞれ第１整流フィルタ回路１１２と第２整流フィルタ回路１１３とにより、電力エネルギーを整流しフィルタすることで、出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃとを出力する。
【００４５】
第１整流フィルタ回路１１２は、変圧器ＴＲの２次巻線Ｎｓと電子製品のシステム回路２との間に接続され、かつ第１ダイオードＤ１と第１コンデンサＣ１とを含む。第１ダイオードＤ１の陽極端は、変圧器ＴＲの２次巻線Ｎｓと接続し、第１ダイオードＤ１の陰極端は、第２電源回路１１の出力端１１ａと接続し、第１コンデンサＣ１は、第１ダイオードＤ１の陰極端と第２共通端子ＣＯＭ２との間に接続される。第２整流フィルタ回路１１３は、変圧器ＴＲの補助巻線Ｎａと第１補助電源出力端１１ｂとの間に接続され、かつ第２ダイオードＤ２と第２コンデンサＣ２とを含む。第２ダイオードＤ２の陽極端は、変圧器ＴＲの補助巻線Ｎａと接続し、第２ダイオードＤ２の陰極端は、第１補助電源出力端１１ｂと接続し、第２コンデンサＣ２は、電源回路１１の第１補助電源出力端１１ｂと第１共通端子ＣＯＭ１との間に接続される。
【００４６】
本実施例において、第２帰還回路１２ｂは、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、可変型３端子レギュレータ１２１(3-Terminal Adjustable Regulator)および第１隔離素子１２２を含み、第１抵抗Ｒ１の一端が第２電源回路１１の出力端１１ａに接続され、第２抵抗Ｒ２が第１抵抗Ｒ１の他端と第２共通端子ＣＯＭ２との間に接続され、かつ第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２とにより第１分圧回路が構成される。該第１分圧回路は、可変型３端子レギュレータ１２１の参照端子１２１ｒにおいて出力電圧Ｖｏを分圧し、つまり、第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２との間の第１接続端において出力電圧Ｖｏを分圧することで分圧信号Ｖ１を出力する。
【００４７】
第１隔離素子１２２は、光結合隔離素子(photoelectric coupling isolation)であってもよいがそれに限定されず、該第１隔離素子１２２の出力側が第２帰還回路１２ｂの出力端に接続され、第１隔離素子１２２の入力側における第１電流Ｉ１の電流の大きさに応じて対応する第２帰還信号ＶＦＢ２を出力する。第１隔離素子１２２の入力側と第３抵抗Ｒ３とは、可変型３端子レギュレータ１２１の第２端子１２１ｃ（陰極端）と第２電源回路１１の出力端１１ａとの間に直列接続され、第３抵抗Ｒ３は、可変型３端子レギュレータ１２１の第２端子１２１ｃまたは第１隔離素子１２２の入力側における第１電流Ｉ１の電流の大きさを制限する。第３抵抗Ｒ３と第１隔離素子１２２の入力側とが直列接続することで第１電流Ｉ１の電流の大きさを制限する効果を発揮する。従って、一部の実施例において、第３抵抗Ｒ３と第１隔離素子１２２の入力側の直列接続の位置を交換することが可能であり、図９に示す場合と逆の状態になる（未図示）。
【００４８】
可変型３端子レギュレータ１２１は、ナショナルセミコンダクター社(National Semiconductor)製の型番ＬＭ３１７の製品のＩＣを選定してもよいがそれに限定されない。可変型３端子レギュレータ１２１の第１端子１２１ａ（陽極端）は第２共通端子ＣＯＭ２に接続される。可変型３端子レギュレータ１２１は、第１隔離素子１２２の入力側が出力電圧Ｖｏの変化に応じて第２帰還信号ＶＦＢ２を出力するように、分圧信号Ｖ１と可変型３端子レギュレータ１２１内の第１参照電圧、例えば、１．２５ボルト（Ｖ）とに応じて、第１電流Ｉ１の電流の大きさを自動的に調整する。
【００４９】
一部の実施例において、図１０に示すように、第２電源回路１１は、共振回路構成であってもよく、かつ第２スイッチング回路１１１と、第１整流フィルタ回路１１２と、第２整流フィルタ回路１１３と、共振回路１１４と、変圧器ＴＲとを含む。該変圧器ＴＲは、１次巻線Ｎｐと、２次巻線Ｎｓと、補助巻線Ｎａとを含み、ここで、２次巻線Ｎｓがセンタタップ構成となる。第２スイッチング回路１１１は、第２スイッチング素子Ｑ２および第３スイッチング素子Ｑ３を含み、ここで、第２スイッチング素子Ｑ２および第３スイッチング素子Ｑ３は、第２電源回路１１の入力端と第１共通端子ＣＯＭ１との間に直列接続され、第２スイッチング素子Ｑ２および第３スイッチング素子Ｑ３の制御端は、それぞれ第２パルス幅変調信号ＶＰＷＭ２を受信することで第２スイッチング素子Ｑ２および第３スイッチング素子Ｑ３のオン・オフの切り替えを行う。
【００５０】
本実施例において、共振回路１１４は、第２スイッチング回路１１１と変圧器ＴＲとの間に接続され、かつ共振インダクタンスＬｒおよび共振コンデンサＣｒに構成されてもよいがそれに限定されなく、共振インダクタンスＬｒの一端が第２スイッチング素子Ｑ２および第３スイッチング素子Ｑ３の間に接続され、共振インダクタンスＬｒの他端が１次巻線ＮPの一端に接続される。共振コンデンサＣｒの一端が第１共通端子ＣＯＭ１に接続され、共振コンデンサＣｒの他端が１次巻線ＮＰの他端に接続され、当然ながら、一部の実施例において、共振回路１１４は、共振インダクタンスＬｒ、共振コンデンサＣｒおよび変圧器ＴＲの１次巻線ＮＰに構成されてもよい。制御ユニット１３ｂ（即ち、図１、２、５、６に示す第２制御回路１６ｂ、または図３、４、７、８に示す第１制御回路１３ｂ１）に出力される第２パルス幅変調信号ＶＰＷＭ２によって第２スイッチング素子Ｑ２および第３スイッチング素子Ｑ３をそれぞれオン・オフさせ、かつ共振回路１１４の共振によって、入力電圧（即ち、バス電圧Ｖｂｕｓ）の電力エネルギーが、変圧器ＴＲの１次巻線ＮＰを介して２次巻線Ｎｓと補助巻線Ｎａに伝送された後、それぞれ第１整流フィルタ回路１１２と第２整流フィルタ回路１１３とにより、電力エネルギーを整流しフィルタすることで、出力電圧Ｖｏと第１補助電圧Ｖｃｃとを出力する。
【００５１】
第１整流フィルタ回路１１２は、変圧器ＴＲの２次巻線Ｎｓと電子製品のシステム回路２との間に接続され、かつ第１ダイオードＤ１と、第２ダイオードＤ２と、第１コンデンサＣ１とを含む。第１ダイオードＤ１の陽極端は、変圧器ＴＲの２次巻線Ｎｓの一端と接続し、第１ダイオードＤ１の陰極端は、第２電源回路１１の出力端１１ａと接続し、第３ダイオードＤ３の陽極端は、変圧器ＴＲの２次巻線Ｎｓの他端と接続し、第３ダイオードＤ３の陰極端は、第１ダイオードＤ１の陰極端と第２電源回路１１の出力端１１ａに接続され、第１コンデンサＣ１の一端は、第１ダイオードＤ１の陰極端と、第３ダイオードＤ３の陰極端と、第２電源回路１１の出力端１１ａに接続され、第１コンデンサＣ１の他端は、２次巻線Ｎｓのセンタタップ端子および第２共通端子ＣＯＭ２に接続される。本実施例に係る第２整流フィルタ回路１１３は、図９に示す第２整流フィルタ回路１１３の構成および接続関係と類似し、同じ符号で類似する構成および接続関係を表すため、その説明を省略する。ここで説明すべきことは、第２電源回路１１の種類が多くて、理解するために実現方法とする二種類のみを例として説明したが、その他の実現方法がそれに限定されない。
【００５２】
図１１Ａは、図１〜図８に示す第１電源回路および第１帰還回路の詳細構成を示す図である。図１１Ａに示すように、第１電源回路は、第１スイッチング回路１５１と、第３コンデンサＣ３と、第４コンデンサＣ４と、第１インダクタンスＬ１と、第２インダクタンスＬ２と、第４ダイオードＤ４とを含み、第３コンデンサＣ３の一端は第１電源回１５の入力端に接続され、第３コンデンサＣ３の他端は第１共通端子ＣＯＭ１に接続され、第１インダクタンスＬ１の一端は第３コンデンサＣ３の一端に接続され、第４コンデンサＣ４の一端は第１インダクタンスＬ１の他端に接続され、第４コンデンサＣ４の他端は第１共通端子ＣＯＭ１に接続され、しかも、本実施例において、フィルタ回路は、第３コンデンサＣ３と、第４コンデンサＣ４と、第１インダクタンスＬ１とにより構成される。第２インダクタンスＬ２の一端は、第１インダクタンスＬ１の他端および第４コンデンサＣ４の一端に接続され、第２インダクタンスＬ２の他端は、第１スイッチング回路１５１の一端および第４ダイオードＤ４の陽極端に接続され、第４ダイオードＤ４の陰極端は、第１電源回路１５の出力端１５ａに接続され、第１スイッチング回路１５１の他端は、第１共通端子ＣＯＭ１に接続され、かつ第１スイッチング回路１５１は、スイッチング素子によって動作する。
【００５３】
第１帰還回路１７ｂは、第４抵抗Ｒ４、第５抵抗Ｒ５および第６抵抗Ｒ６を含み、第４抵抗Ｒ４の一端が第１電源回路１５の出力端１５ａに接続され、第４抵抗Ｒ４の他端が第５抵抗Ｒ５の一端に接続され、第５抵抗Ｒ５の他端が第６抵抗Ｒ６の一端と第１帰還回路１７ｂの出力端とに接続され、第６抵抗Ｒ６の他端が第１共通端子ＣＯＭ１に接続され、かつ第２分圧回路は、第４抵抗Ｒ４、第５抵抗Ｒ５および第６抵抗Ｒ６により構成される。該第２分圧回路は、バス電圧Ｖｂｕｓを分圧することによって、第５抵抗Ｒ５および第６抵抗Ｒ６の間に、即ち、第１帰還回路１７ｂの出力端に第１帰還信号ＶＦｂ１を出力する。
【００５４】
当然ながら、第２インダクタンスＬ２、第１スイッチング回路１５１および第４ダイオードＤ４の間の接続関係は、図１１Ａに示すのに限定されない。一部の実施例において、図１１Ｂに示すように、第１スイッチング回路１５１の一端は第１インダクタンスＬ１の他端に接続され、第１スイッチング回路１５１の他端は第２インダクタンスＬ２の一端に接続され、第２インダクタンスＬ２の他端は第１電源回路１５の出力端１５ａに接続され、第４ダイオードＤ４の陰極端は、第１スイッチング回路１５１の他端と第２インダクタンスＬ２の一端との間に接続され、第４ダイオードＤ４の陽極端は第１共通端子ＣＯＭ１に接続される。ここで説明すべきことは、第１電源回路１５としてはいろんな種類が存在し、理解しやすくするためにここで二種類のみを例として説明したが、そのほかの方法により実現することも可能である。
【００５５】
図１２は、図５〜図８に示す検出回路のより詳細構成を示す図である。図１２に示すように、検出回路１３ｂ２は、維持回路１３１、第１隔離素子１３２、接続スイッチ１３３、第７抵抗Ｒ７および第５コンデンサＣ５を含む。ここで、維持回路１３１は、第２電源回路１１の出力端１５ａと、第２共通端子ＣＯＭ２と、第２隔離素子１３２の入力側とに接続され、第２電源回路１１に出力される電力エネルギーを受けることで第２補助電圧Ｖｂを出力し第２隔離素子１３２の入力側に供給する。しかも、電源コネクタ１ａを電子製品のシステム回路２から分離させることで出力電圧Ｖｏの電圧値が定格電圧値を下回る電圧値まで継続的に低下する時に、維持回路１３１は、第２補助電圧Ｖｂの電圧値を所定値以上に維持させることが可能である。電源コネクタ１ａを電子製品のシステム回路２と再び接続させる時に、維持回路１３１は、十分な電圧値の第２補助電圧Ｖｂを第２隔離素子１３２の入力側に供給することにより、電源状態検出信号Ｖａをゼロ電位または低電位のオン状態に変換させることが可能である。
【００５６】
本実施例において、維持回路１３１は、第５ダイオードＤ５と第６コンデンサＣ６とを含む。ここで、第６コンデンサＣ６の一端は第２共通端子ＣＯＭ２に接続され、第６コンデンサＣ６の他端は第５ダイオードＤ５の陰極端に接続され、第５ダイオードＤ５の陽極端は第２電源回路１１の出力端１１ａに接続される。維持回路１３１の電源出力端は、第５ダイオードＤ５の陰極端であり、第２隔離素子１３２の入力側に接続される。
【００５７】
第２隔離素子１３２は、光結合隔離素子からなってもよいがそれに限定されなく、第２隔離素子１３２の出力側が検出回路１３ｂ２の出力端に接続され、第２隔離素子１３２の入力側が維持回路１３１および第７ダイオードＲ７の一端に接続され、第７ダイオードＲ７の他端は、接続スイッチ１３３の一端に接続されて直列接続を形成し、第２隔離素子１３２の入力側における第２電流Ｉ２の電流の大きさを制限するように、第７ダイオードＲ７は、第２隔離素子１３２の入力側に直列接続される。第７ダイオードＲ７が第２隔離素子１３２の入力側と直列接続することで第２電流Ｉ２の電流の大きさを制限する効果を発揮するため、一部の実施例において、第７ダイオードＲ７と第２隔離素子１３２の入力側の直列接続の位置を交換することが可能であり、図１２に示す場合と逆になる（未図示）。接続スイッチ１３３の他端は、第２共通端子ＣＯＭ２に接続され、電力出力用コネクタ１ａとシステム回路２との接続関係に応じてオン・オフし、第５コンデンサＣ５は、検出回路１３ｂ２の出力端と第１共通端子ＣＯＭ１との間に接続される。
【００５８】
本実施例において、使用者が電力出力用コネクタ１ａを電子製品のシステム回路２と接続させる時に、接続スイッチ１３３は、それに対応してオン状態に切り替えるため、第２隔離素子１３２の入力側における第２電流Ｉ２がゼロ電流値になることなく、それに応じて電源状態検出信号Ｖａがゼロ電位または低電位のオン状態となる。逆の場合、使用者が電力出力用コネクタ１ａを電子製品のシステム回路２から分離させる時に、接続スイッチ１３３は、それに対応してオフ状態に切り替えることにより、第２電流Ｉ２がゼロ電流値になり、それに応じて電源状態検出信号Ｖａが高電位のオフ状態となる。その際、維持回路１３１は、第２補助電圧Ｖｂの電圧値を所定値に維持させる。そのため、使用者が再び電力出力用コネクタ１ａを電子製品のシステム回路２と接続させる時に、維持回路１３１は、十分な電圧値の第２補助電圧Ｖｂを第２隔離素子１３２の入力側に供給することにより、電源状態検出信号Ｖａをゼロ電位または低電位のオン状態に速やかに変換させる。
【００５９】
上述した実施例において、第１制御回路１３ｂ１および第２制御回路１６ｂは、パルス幅変調コントローラ(pulse width modulation controller, PWM controller)、パルス周波数変調コントローラ(pulse frequency modulation controller, PFM controller)またはデジタル信号プロセッサー(digital signal processor, DSP)であってもよいがそれに限定されない。本発明によるスイッチング素子は、バイポーラジャンクショントランジスタ(Bipolar Junction Transistor, BJT)または電界効果トランジスタ(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)であってもよいがそれに限定されない。
【００６０】
上述したように、本発明のスイッチング電力変換回路は、２段回路構成を有することで力率改善機能を持つとともに、負荷または電子製品に電力エネルギーを供給する必要がない時、例えば、負荷または電子製品が動作を停止している時、帰還回路と制御ユニットの起動回路により制御ユニットの制御回路の動作を停止させ、さらにスイッチング電力変換回路の動作を停止させる。また、制御ユニットの検出回路が電子製品の電源状態によって出力する電源状態検出信号により、スイッチング電力変換回路の出力電圧を定格電圧値に継続的に維持させない。そのため、回路全体は、省エネ機能を満たすように低電力エネルギー消費量を持つとともに、入力電圧をゼロ電圧値に調整または中断させることなく、本発明のスイッチング電力変換回路が停止する。それ以外に、本発明のスイッチング電力変換回路は、電源供給器に用いられて電力エネルギーを電子製品のシステム回路に供給し、かつ使用者が電子製品を使用しない時には電源供給器の動作を停止させるため、電源供給器をソケットから取り外して電圧の供給を中断しなくても、電源供給器の動作が停止でき、低電力エネルギー消費量を持たせることが可能である。
本発明は当該技術を熟知する当業者によっていろんな改良を加えてもよいが、いずれも特許請求の範囲に保護される範囲から逸脱しない。
【符号の説明】
【００６１】
１  スイッチング電力変換回路
１ａ  電力出力用コネクタ
１１  第２電源回路
１１ａ  第２電源回路の出力端
１１ｂ  第１補助電源出力端
１１１  第２スイッチング回路
１１２  第１整流フィルタ回路
１１３  第２整流フィルタ回路
１１４  共振回路
１２ｂ  第２帰還回路
１２１  可変型３端子レギュレータ
１２１ａ 第１端子
１２１ｃ 第２端子
１２１ｒ 参照端子
１２２  第１隔離素子
１３ｂ  制御ユニット
１３ｂ１ 第１制御回路
１３ｂ２ 検出回路
１３１  維持回路
１３２  第２隔離素子
１３３  接続スイッチ
１３ｂ３ 起動回路
１４  入力整流回路
１５  第１電源回路
１５ａ  第１電源回路の出力端
１５１  第１スイッチング回路
１６ｂ  第２制御回路
１７ｂ  第１帰還回路
１８  補助電源
２  システム回路
Vin  入力電圧
Vo  出力電圧
Vbus  バス電圧
VFb1  第１帰還信号
VFb2  第２帰還信号
VPWM1  第1パルス幅変調制御信号
VPWM2  第２パルス幅変調制御信号
Vcc  第１補助電圧
Vst  電源状態信号
VH  起動電圧
Va  電源状態検出信号
V1  分圧信号
Vb  第２補助電圧
Cin  バスコンデンサ
TR  変圧器
Np  １次巻線
Ns  ２次巻線
Na  補助巻線
Q1  第１スイッチング素子
Q1a  第１端子
Q1b  第２端子
Q2  第２スイッチング素子
Q3  第３スイッチング素子
D1〜D4  第１ダイオード〜第４ダイオード
C1〜C6  第１コンデンサ〜第６コンデンサ
R1〜R7  第１電気抵抗〜第７電気抵抗
I1〜I2  第１電流〜第２電流
Lr  共振インダクタンス
Cr  共振コンデンサ
L1〜L2  第１インダクタンス〜第２インダクタンス
COM1  第１共通端子
COM2  第２共通端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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